JP3976286B2 - ２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農薬あるいは農薬中間体として有用な２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物が除草剤あるいは除草剤中間体として有用なことは既に知られており、様々な構造を有する化合物が提案されている（例えば、特開昭58-180451号、特開昭62-292755号、特開平2-222号、特開 平2-6425号、特開平3-5408号、特開平3-63248号、特開平3-255047号、特開平6-25144号、特開平7-500818号など）。
【０００３】
このような２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物の製造方法としては、
（ａ）エノールエステルの転位による製造方法、
（ｂ）ベンゾイルシアナイドを経由する製造方法、
（ｃ）縮合剤（ＤＣＣ等）による脱水縮合反応による製造方法などが知られている。
【０００４】
（ａ）エノールエステルの転位による製造方法は、環状１，３−ジケ卜ン類とベンゾイルクロライド化合物とを反応させてエノールエステルを得、その後様々な反応試剤、触媒によって転位反応に付し、２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物を得るものである。
（式中、Ｒは置換基を表わす。）
【０００５】
転位反応は、エノールエステルにトリエチルアミンなどの塩基存在下、触媒としてシアノ源を使用して行なわれている（特公平7-10787号公報）。この方法は 、２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物の製造方法として、最も一般的な方法であるが、ベンゾイル基のオルト位にニトロ基やハロゲン原子等を有している場合、反応条件下で存在する塩基によって、ベンゾイル基のオルト位の置換基とジケトン上の一方のケトンのエノールプロトンによる、脱離・縮合反応によりクロモン様の閉環・エーテル構造を持つ三環性副生成物
が発生し易く、収率および純度が低下することがあり、適用温度幅が狭いという問題がある。また、この方法ではエノールエステルの合成及び転位において、幾分高価なトリエチルアミンを２から３モル当量以上も使用する必要があり、さらに目的物が酸性化合物であるため、目的物を単離するに際し、使用した塩基当量以上という大量の酸を必要とする欠点を有している。
【０００６】
また、転位反応として、エノールエステルに２モル当量の塩化アルミニウムを使用する方法も開示されているが（SYNTHESIS, p.925-927 (1978)）、この方法 では、エノールエステルの合成に塩基であるピリジンを使用し、転位にルイス酸である塩化アルミニウムを使用するため、１ポットで連続的に合成はできず、エノールエステルを単離しなければならないばかりか、触媒量の試薬で転位を実現できないという問題がある。また、ベンゾイル部分の置換様式に関しては、無置換およびメタ位にメトキシ基を有する例のみしか開示されておらず、しかも反応温度が−１０〜０℃の間に限定されており、極めて汎用性の低い反応である。
【０００７】
転位反応としては、その他にエノールエステルに塩基存在下、酸性触媒あるいは塩基性触媒を使用する方法が開示されている（特開昭63-154639号公報、特開 昭63-203644号公報）。酸性触媒としては塩化アルミニウムや塩化鉄が、塩基性 触媒としてはイミダゾールや４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジンが報告されている。しかしながら、その適用範囲は極めて限られており、シクロヘキサンジオン誘導体の種類及びベンゾイル部の置換基の種類や様式によって転位反応が進行しない場合が多く、一般性に欠けている。
【０００８】
（ｂ）ベンゾイルシアナイドを経由する製造方法は、置換ベンゾイルシアナイドを合成後、塩化亜鉛とトリエチルアミンの存在下、環状１，３−ジケトン類と反応させ、２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物を得るものである（特開昭58-180451号公報、特開平6-211780号公報）。しかしながら、置換ベンゾイルシアナイドの合成収率は満足なものではなく、更にシアン化物を大量に使用する必要があり、安全上に問題がある。
【０００９】
（ｃ）縮合剤による脱水縮合反応による製造方法は、置換基を有する安息香酸と環状１，３−ジケトン類をＤＣＣ（Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド）及び塩基存在下において脱水縮合反応させ、２−ベンゾイル−環状１，３−ジケ卜ン化合物を得るものである（特開平1-143851号公報）。しかしながら、ＤＣＣは高価な試薬であり、しかも後処理において煩雑な処理を必要とするため工業的に有利な方法とは言い難い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、副生成物が発生せず、２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体を高収率・高純度で得られる簡便な製造方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
ベンゾイルハライドは強力なアシル化試薬であるが、環状１，３−ジケトン類と反応させると、カルボニル基に挟まれた２位の炭素と反応せず、むしろ一方のカルボニル基の酸素と反応し、エノールエステルを生成する。しかしながら、本発明者らは２〜４モル当量の塩化アルミニウムを適当な溶媒中で使用することによって、環状１，３−ジケトンの２位炭素に直接ベンゾイル化が進行すること、またクロモン様の三環性副生成物が生成せず、従来の製造方法より高収率で高純度の２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
すなわち、本発明は
１）一般式（１）
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、各々独立して水素原子またはＣ１〜４の低級アルキル基を表わし、またはＲ1とＲ3もしくはＲ1とＲ5が一緒になってＣ１〜３のアルキレン基を表わす。）
で示される環状１，３−ジケトンと、一般式（２）
（式中、Ｘはハロゲン原子を表わし、Ｒ7は水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基 、１〜３個のフッ素原子によって置換されていてもよいＣ１〜２の低級アルキル基、Ｃ１〜２の低級アルキルスルホニル基を表わし、Ｒ8は水素原子、ハロゲン 原子、Ｃ１〜２の低級アルキル基、Ｃ１〜４の低級アルコキシ基、Ｃ２〜４の低級アルコキシメチル基、Ｃ２〜５の低級アルコキシカルボニル基を表わし、Ｒ9 は水素原子、ハロゲン原子、１〜３個のフッ素原子によって置換されていてもよいＣ１〜３の低級アルコキシ基、Ｃ１〜３の低級アルキルチオ基、１〜６個のフッ素原子によって置換されていてもよいＣ１〜３の低級アルキルスルホニル基または低級アルキルスルホニルオキシ基を表わす。）
で示されるベンゾイルハライド化合物とを無水塩化アルミニウム存在下で反応させることを特徴とする一般式（３）
（式中の記号は前記と同じ意味を表わす。）
で示される２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体の製造方法、
２）無水塩化アルミニウムを、ベンゾイルハライド化合物に対して２〜４モル当量使用する前記１に記載の製造方法、
３）環状１，３−ジケトンが、Ｒ1とＲ5が一緒になってエチレン基を表わし、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4及びＲ6が水素原子を表わす化合物であり、ベンゾイルハライド化合物が、ＸとＲ7が塩素原子、Ｒ8が水素原子、Ｒ9がメチルスルホニル基を表わす 化合物である前記１〜２に記載の製造方法、及び
４）反応後、得られた粗生成物を、水溶性有機溶媒と鉱酸酸性水溶液の混液から晶析させ、単離精製する前記１〜３に記載の製造方法を提供するものである。
【００１３】
本発明の製造方法では、無水塩化アルミニウムをベンゾイルハライド化合物に対して２モル当量以上使用することによって反応を進行させるが、好ましい無水塩化アルミニウムの量は２〜４モル当量であり、さらに好ましくは2.5〜3.5モル当量である。無水塩化アルミニウムの使用量が２モル当量を下回ると反応は進行しない。無水塩化アルミニウムの代わりに塩化亜鉛、塩化鉄(III)、塩化スズな どを使用してもエノールエステルが生成するのみで目的の化合物は得られず、また塩化チタンを使用した場合にはエステル化も起こらない。
【００１４】
無水塩化アルミニウム、ベンゾイルハライド化合物及び環状１，３−ジケトンの混合の順序は製造時の操作性を考慮し決定すればよいが、実用的な観点からは、無水塩化アルミニウムとベンゾイルハライド化合物とを混合した後、環状１，３−ジケトンを投入し反応させることが好ましい。
【００１５】
本方法において使用できる溶媒としては、ハロゲン系炭化水素などの不活性溶媒が挙げられるが、好ましくはジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン（ＥＤＣ）である。溶媒使用量は環状１，３−ジケトン１重量部に対して、１０重量部から１００重量部である。
【００１６】
本発明の製造方法においては適用反応温度は広く、氷温から溶媒還流温度で反応を行なうことができる。例えば、本反応で好ましい溶媒である１，２−ジクロロエタンを使用した場合、氷温から溶媒の還流温度である８３℃付近までの温度範囲で行なうことができる。本来、置換ベンゼン環上のオルト位にニトロ基やハロゲン原子などの脱離能の強い置換基を有する２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物は、加熱あるいは殊に塩基存在下での加熱によって、ベンゾイル基上のオルト位の置換基が脱離すると共に、環状ジケトン上の一方のケトンのエノール性酸素原子との間で閉環反応を起こし、クロモン様構造を持つ三環式副生成物が発生し易い性質をもっているが、塩基を必要としない本発明条件下では熱を加えても全く副生成物が発生することはないばかりか、加熱によりさらに反応が促進され、反応時間を短縮することさえ可能である。
【００１７】
反応の終点は、高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）等で原料の消失により確認できる。この時、ある種の２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体はアルミニウムとの錯体を反応液中で形成しているので、次の単離処理工程後、錯体の解離処理を行なう。
【００１８】
反応終了後、目的化合物を単離する。単離は、塩酸等の鉱酸強酸性水溶液を氷冷下に加え、分液操作後有機層を回収、必要に応じてさらに水層を抽出溶媒により抽出することにより行なわれる。この時、鉱酸強酸性水溶液によって両性金属であるアルミニウムが水層に溶解する範囲の酸性水溶液を使用するが、塩酸水溶液を使用した場合には、通常２規定以上の水溶液を使用する。例えば、６規定塩酸水溶液を使用した場合、１，３−ジケトン類１重量部に対し５重量部から５０重量部の水溶液が使用される。抽出溶媒は反応に使われた溶媒が好ましいが、疎水性有機溶媒で目的生成物を溶解するものであれば特に限定されない。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン系炭化水素類、ジイソプロピルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテル類が挙げられる。なお、この時アルミニウム錯体も有機層に抽出される。
【００１９】
抽出溶媒を濃縮することにより目的物の２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体及びそのアルミニウム錯体の粗生成物を得ることができ、さらに水溶性溶媒に溶解後、鉱酸酸性水溶液を徐々に加えることにより、目的物の結晶を析出させることができる。この結晶析出操作を行なうことにより、アルミニウム錯体からアルミニウムを解離させることができ、遠心分離あるいはろ過操作により目的の２−ベンゾイル−環状１，３−ジケ卜ン誘導体の結晶を、高純度でかつ高収率で得ることができる。使用できる水溶性溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサンなどのエーテル類、アセトニトリルなどのニトリル類が挙げられるが、安価なメタノール、アセトンなどが有利である。また、鉱酸酸性水溶液は塩酸などの強酸性水溶液が好ましく、１〜６規定塩酸水溶液を使用した場合には、使用量は目的物１重量部に対して水溶性溶媒２〜２０重量部、鉱酸酸性水溶液0.5〜２０重量部使用される。
【００２０】
本発明の製造方法において原料として使用する環状１，３−ジケトン（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6が表わすＣ１〜４の低級アルキル基とは、メチル、エチル、プロピル、ブチル基及びそれらの異性体基である。また、Ｒ1と Ｒ3またはＲ1とＲ5が一緒になって表わすＣ１〜３のアルキレン基とはメチレン 、エチレン、プロピレン基である。
好ましい環状１，３−ジケトンとしては、例えばシクロヘキサン−１，３−ジオン、ジメドン（５，５−ジメチルシクロヘキサン−１，３−ジオン）、４，４，６，６−テトラメチルシクロヘキサン−１，３−ジオン、ビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオンなどが挙げられる。
【００２１】
本発明において、もう一方の原料として使用するベンゾイルハライド化合物（２）中、Ｘ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9が表わすハロゲン原子とは、フッ素原子、塩素原 子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００２２】
一般式（２）中、Ｒ7が表わす１〜３個のフッ素原子によって置換されていてもよいＣ１〜２の低級アルキル基とは、メチル基、エチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基及びそれらの異性体基であり、Ｃ１〜２の低級アルキルスルホニル基とは、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基である。
【００２３】
一般式（２）中、Ｒ8が表わすＣ１〜２の低級アルキル基とはメチル基及びエ チル基であり、Ｃ１〜４の低級アルコキシ基とはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ基及びそれらの異性体基であり、Ｃ２〜４の低級アルコキシメチル基とはメトキシメチル、エトキシメチル、プロピルオキシメチル基及びそれらの異性体基であり、Ｃ２〜５の低級アルコキシカルボニル基とはメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル基及びそれらの異性体基である。
【００２４】
一般式（２）中、Ｒ9が表わす１〜３個のフッ素原子によって置換されていて もよいＣ１〜３の低級アルコキシ基とは、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、フルオロエトキシ基、ジフルオロエトキシ基、トリフルオロエトキシ基、フルオロプロポキシ基、ジフルオロプロポキシ基、トリフルオロプロポキシ基及びそれらの異性体基である。Ｒ9が表わすＣ１〜３の低級アルキルチオ基とは、メチルチ オ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ基であり、１〜６個のフッ素原子によって置換されていてもよいＣ１〜３の低級アルキルスルホニル基または低級アルキルスルホニルオキシ基とはメタンスルホニル（オキシ）、エタンスルホニル（オキシ）、プロパンスルホニル（オキシ）基及びこれらのアルキル基の水素原子がフッ素原子によって置換されたものである。
【００２５】
好ましいベンゾイルハライド化合物としては、例えばベンゾイルクロライド、２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイルクロライド、２，４−ジクロロベンゾイルクロライド、４−クロロ−２−ニトロベンゾイルクロライド、２−ニトロ−４−メタンスルホニルオキシベンゾイルクロライド、２−ニトロ−４−ジフルオロメタンスルホニルベンゾイルクロライド、３−メトキシカルボニル−２−メチル−４−メタンスルホニルベンゾイルクロライド、４−クロロ−３−エトキシ−２−ニトロベンゾイルクロライド、２，４−ジクロロ−３−メチルベンゾイルクロライドなどが挙げられる。
【００２６】
【発明の効果】
従来、環状１，３−ジケトン類とベンゾイルクロライド化合物とを出発原料とする場合、エノールエステルを経由した２段階反応によって２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物を製造しているが、本発明では環状１，３−ジケトンの２位炭素を直接ベンゾイル化するため、１段階の反応で製造できる。また、本発明の方法では副生成物が発生し難く、高収率で目的物が得られる。
本発明は二環式１，３−ジケトン類にも適用できるため、特開平6-25144号や 特開平7-82240号で開示された化台物あるいはそれらの中間体の工業的に有利な 製造方法として使用できる。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例に基いて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例により本発明は限定されるものではない。
【００２８】
実施例１：３−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）ビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオンの製造
１，２−ジクロロエタン1400ｍｌに無水塩化アルミニウム202.6ｇ（1.5ｍｏｌ）を入れ３０分間撹拌させた後、２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイルクロライド128.5ｇ（0.5ｍｏｌ）を投入した。３０分間撹拌した後、ビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオン７０ｇ（0.5ｍｏｌ）を投入し、反応器 を加熱して内温を５８℃まで上昇させ、２時間３０分間撹拌した。反応の完結をＨＰＬＣにて確認後、放冷し、氷冷した後、６規定塩酸1170ｍｌを滴下し、反応を停止させた。
有機層を分取し、さらに水層を１，２−ジクロロエタン７００ｍｌで抽出し有機層と合わせ、減圧濃縮により溶媒を留去した。そこへメタノール７００ｍｌを加え加熱溶解した後（内温６２℃）、６規定塩酸１４０ｍｌを２０分かけて滴下し、さらに加熱下で１時間、室温で一晩撹拌した。析出した目的物をろ過し、３−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）ビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオン164.2ｇ（0.46ｍｏｌ）を得た。収率は９２％であり、 ＨＰＬＣによる面積百分率（純度）は９９％であった。
【００２９】
実施例２：２−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）−５，５−ジメチル−１，３−シクロヘキサンジオンの製造
１，２−ジクロロエタン８０ｍｌ中に無水塩化アルミニウム5.79ｇ（43.4ｍｍｏｌ）、２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイルクロライド3.67ｇ（14.4ｍｍｏｌ）、ジメトン2.03ｇ（14.4ｍｍｏｌ）を加え、室温にて４８時間撹拌した。ＨＰＬＣにて反応の終結を確認、氷浴にて冷却後、６規定塩酸水溶液を３０ｍｌ加え撹拌、分液操作にて有機層を回収し、さらに水層から１，２−ジクロロエタン５０ｍｌにて抽出し、有機層を合わせた。有機溶媒を減圧下にて濃縮、得られた粗２−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）−５，５−ジメチル−１，３−シクロヘキサンジオンをアセトン２０ｍｌに溶解後、２規定塩酸２５ｍｌを加えた。一夜撹拌を続け十分に結晶を析出させた後、結晶をろ過、ろ過物を乾燥し、２−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）−５，５−ジメチル−１，３−シクロヘキサンジオン4.73ｇ（13.4ｍｍｏｌ）を得、核磁気共鳴にて目的物であることを確認した。収率は９３％であり、ＨＰＬＣの面積百分率で９９％の純度であった。
【００３０】
実施例３：２−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）−１，３−シクロヘキサンジオンの製造方法
１，２−ジクロロエタン７０ｍｌ中に無水塩化アルミニウム5.35ｇ（４０ｍｍｏｌ）、２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイルクロライド3.39ｇ（13.3ｍｍｏｌ），１，３−シクロヘキサンジオン1.5ｇ（13.3ｍｍｏｌ）を加え、室 温にて４８時間撹拌した。ＨＰＬＣにて反応の終結を確認、氷浴にて冷却後、２規定塩酸水溶液を３０ｍｌ加え撹拌、分液操作にて有機層を回収し、さらに水層から１，２−ジクロロエタン７０ｍｌにて抽出し、有機層を合わせた。有機層を乾燥させ、濃縮させることにより２−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）−１，３−シクロヘキサンジオン4.31ｇ（13.1ｍｍｏｌ）を得、核磁気共鳴にて目的物であることを確認した。収率は９８％であり、ＨＰＬＣの面積百分率で９９％の純度であった。
【００３１】
実施例４：２−ベンゾイル−１，３−シクロヘキサンジオンの製造方法
１，２−ジクロロエタン５０ｍｌ中に無水塩化アルムニウム2.38ｇ（17.8ｍｍｏｌ）、ベンゾイルクロライド1.25ｇ、１，３−シクロヘキサンジオン１ｇ（8.9ｍｍｏｌ）を加え、室温にて１２日間撹拌した。氷冷後６規定塩酸水溶液を３ ０ｍｌ滴下し、有機層を回収し、乾燥、濃縮することにより、液体の２−ベンゾイル−１，３−シクロヘキサンジオン1.64ｇ（7.6ｍｍｏｌ）を得、核磁気共鳴 にて目的物であることを確認した。収率は８５％であり、ＨＰＬＣによる面積百分率（純度）は９２％であった。
【００３２】
実施例５〜１３
環状１，３−ジオンとベンゾイルクロライド化合物として相当する化合物を用い実施例１乃至４と同様の処理をして表１に記載の２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体を得た。
【００３３】
【表１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農薬あるいは農薬中間体として有用な２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物が除草剤あるいは除草剤中間体として有用なことは既に知られており、様々な構造を有する化合物が提案されている（例えば、特開昭58-180451号、特開昭62-292755号、特開平2-222号、特開 平2-6425号、特開平3-5408号、特開平3-63248号、特開平3-255047号、特開平6-25144号、特開平7-500818号など）。
【０００３】
このような２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物の製造方法としては、
（ａ）エノールエステルの転位による製造方法、
（ｂ）ベンゾイルシアナイドを経由する製造方法、
（ｃ）縮合剤（ＤＣＣ等）による脱水縮合反応による製造方法などが知られている。
【０００４】
（ａ）エノールエステルの転位による製造方法は、環状１，３−ジケ卜ン類とベンゾイルクロライド化合物とを反応させてエノールエステルを得、その後様々な反応試剤、触媒によって転位反応に付し、２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物を得るものである。
【０００５】
転位反応は、エノールエステルにトリエチルアミンなどの塩基存在下、触媒としてシアノ源を使用して行なわれている（特公平7-10787号公報）。この方法は 、２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物の製造方法として、最も一般的な方法であるが、ベンゾイル基のオルト位にニトロ基やハロゲン原子等を有している場合、反応条件下で存在する塩基によって、ベンゾイル基のオルト位の置換基とジケトン上の一方のケトンのエノールプロトンによる、脱離・縮合反応によりクロモン様の閉環・エーテル構造を持つ三環性副生成物
【０００６】
また、転位反応として、エノールエステルに２モル当量の塩化アルミニウムを使用する方法も開示されているが（SYNTHESIS, p.925-927 (1978)）、この方法 では、エノールエステルの合成に塩基であるピリジンを使用し、転位にルイス酸である塩化アルミニウムを使用するため、１ポットで連続的に合成はできず、エノールエステルを単離しなければならないばかりか、触媒量の試薬で転位を実現できないという問題がある。また、ベンゾイル部分の置換様式に関しては、無置換およびメタ位にメトキシ基を有する例のみしか開示されておらず、しかも反応温度が−１０〜０℃の間に限定されており、極めて汎用性の低い反応である。
【０００７】
転位反応としては、その他にエノールエステルに塩基存在下、酸性触媒あるいは塩基性触媒を使用する方法が開示されている（特開昭63-154639号公報、特開 昭63-203644号公報）。酸性触媒としては塩化アルミニウムや塩化鉄が、塩基性 触媒としてはイミダゾールや４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジンが報告されている。しかしながら、その適用範囲は極めて限られており、シクロヘキサンジオン誘導体の種類及びベンゾイル部の置換基の種類や様式によって転位反応が進行しない場合が多く、一般性に欠けている。
【０００８】
（ｂ）ベンゾイルシアナイドを経由する製造方法は、置換ベンゾイルシアナイドを合成後、塩化亜鉛とトリエチルアミンの存在下、環状１，３−ジケトン類と反応させ、２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物を得るものである（特開昭58-180451号公報、特開平6-211780号公報）。しかしながら、置換ベンゾイルシアナイドの合成収率は満足なものではなく、更にシアン化物を大量に使用する必要があり、安全上に問題がある。
【０００９】
（ｃ）縮合剤による脱水縮合反応による製造方法は、置換基を有する安息香酸と環状１，３−ジケトン類をＤＣＣ（Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド）及び塩基存在下において脱水縮合反応させ、２−ベンゾイル−環状１，３−ジケ卜ン化合物を得るものである（特開平1-143851号公報）。しかしながら、ＤＣＣは高価な試薬であり、しかも後処理において煩雑な処理を必要とするため工業的に有利な方法とは言い難い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、副生成物が発生せず、２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体を高収率・高純度で得られる簡便な製造方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
ベンゾイルハライドは強力なアシル化試薬であるが、環状１，３−ジケトン類と反応させると、カルボニル基に挟まれた２位の炭素と反応せず、むしろ一方のカルボニル基の酸素と反応し、エノールエステルを生成する。しかしながら、本発明者らは２〜４モル当量の塩化アルミニウムを適当な溶媒中で使用することによって、環状１，３−ジケトンの２位炭素に直接ベンゾイル化が進行すること、またクロモン様の三環性副生成物が生成せず、従来の製造方法より高収率で高純度の２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
すなわち、本発明は
１）一般式（１）
で示される環状１，３−ジケトンと、一般式（２）
で示されるベンゾイルハライド化合物とを無水塩化アルミニウム存在下で反応させることを特徴とする一般式（３）
で示される２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体の製造方法、
２）無水塩化アルミニウムを、ベンゾイルハライド化合物に対して２〜４モル当量使用する前記１に記載の製造方法、
３）環状１，３−ジケトンが、Ｒ1とＲ5が一緒になってエチレン基を表わし、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4及びＲ6が水素原子を表わす化合物であり、ベンゾイルハライド化合物が、ＸとＲ7が塩素原子、Ｒ8が水素原子、Ｒ9がメチルスルホニル基を表わす 化合物である前記１〜２に記載の製造方法、及び
４）反応後、得られた粗生成物を、水溶性有機溶媒と鉱酸酸性水溶液の混液から晶析させ、単離精製する前記１〜３に記載の製造方法を提供するものである。
【００１３】
本発明の製造方法では、無水塩化アルミニウムをベンゾイルハライド化合物に対して２モル当量以上使用することによって反応を進行させるが、好ましい無水塩化アルミニウムの量は２〜４モル当量であり、さらに好ましくは2.5〜3.5モル当量である。無水塩化アルミニウムの使用量が２モル当量を下回ると反応は進行しない。無水塩化アルミニウムの代わりに塩化亜鉛、塩化鉄(III)、塩化スズな どを使用してもエノールエステルが生成するのみで目的の化合物は得られず、また塩化チタンを使用した場合にはエステル化も起こらない。
【００１４】
無水塩化アルミニウム、ベンゾイルハライド化合物及び環状１，３−ジケトンの混合の順序は製造時の操作性を考慮し決定すればよいが、実用的な観点からは、無水塩化アルミニウムとベンゾイルハライド化合物とを混合した後、環状１，３−ジケトンを投入し反応させることが好ましい。
【００１５】
本方法において使用できる溶媒としては、ハロゲン系炭化水素などの不活性溶媒が挙げられるが、好ましくはジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン（ＥＤＣ）である。溶媒使用量は環状１，３−ジケトン１重量部に対して、１０重量部から１００重量部である。
【００１６】
本発明の製造方法においては適用反応温度は広く、氷温から溶媒還流温度で反応を行なうことができる。例えば、本反応で好ましい溶媒である１，２−ジクロロエタンを使用した場合、氷温から溶媒の還流温度である８３℃付近までの温度範囲で行なうことができる。本来、置換ベンゼン環上のオルト位にニトロ基やハロゲン原子などの脱離能の強い置換基を有する２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物は、加熱あるいは殊に塩基存在下での加熱によって、ベンゾイル基上のオルト位の置換基が脱離すると共に、環状ジケトン上の一方のケトンのエノール性酸素原子との間で閉環反応を起こし、クロモン様構造を持つ三環式副生成物が発生し易い性質をもっているが、塩基を必要としない本発明条件下では熱を加えても全く副生成物が発生することはないばかりか、加熱によりさらに反応が促進され、反応時間を短縮することさえ可能である。
【００１７】
反応の終点は、高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）等で原料の消失により確認できる。この時、ある種の２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体はアルミニウムとの錯体を反応液中で形成しているので、次の単離処理工程後、錯体の解離処理を行なう。
【００１８】
反応終了後、目的化合物を単離する。単離は、塩酸等の鉱酸強酸性水溶液を氷冷下に加え、分液操作後有機層を回収、必要に応じてさらに水層を抽出溶媒により抽出することにより行なわれる。この時、鉱酸強酸性水溶液によって両性金属であるアルミニウムが水層に溶解する範囲の酸性水溶液を使用するが、塩酸水溶液を使用した場合には、通常２規定以上の水溶液を使用する。例えば、６規定塩酸水溶液を使用した場合、１，３−ジケトン類１重量部に対し５重量部から５０重量部の水溶液が使用される。抽出溶媒は反応に使われた溶媒が好ましいが、疎水性有機溶媒で目的生成物を溶解するものであれば特に限定されない。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン系炭化水素類、ジイソプロピルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテル類が挙げられる。なお、この時アルミニウム錯体も有機層に抽出される。
【００１９】
抽出溶媒を濃縮することにより目的物の２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体及びそのアルミニウム錯体の粗生成物を得ることができ、さらに水溶性溶媒に溶解後、鉱酸酸性水溶液を徐々に加えることにより、目的物の結晶を析出させることができる。この結晶析出操作を行なうことにより、アルミニウム錯体からアルミニウムを解離させることができ、遠心分離あるいはろ過操作により目的の２−ベンゾイル−環状１，３−ジケ卜ン誘導体の結晶を、高純度でかつ高収率で得ることができる。使用できる水溶性溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサンなどのエーテル類、アセトニトリルなどのニトリル類が挙げられるが、安価なメタノール、アセトンなどが有利である。また、鉱酸酸性水溶液は塩酸などの強酸性水溶液が好ましく、１〜６規定塩酸水溶液を使用した場合には、使用量は目的物１重量部に対して水溶性溶媒２〜２０重量部、鉱酸酸性水溶液0.5〜２０重量部使用される。
【００２０】
本発明の製造方法において原料として使用する環状１，３−ジケトン（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6が表わすＣ１〜４の低級アルキル基とは、メチル、エチル、プロピル、ブチル基及びそれらの異性体基である。また、Ｒ1と Ｒ3またはＲ1とＲ5が一緒になって表わすＣ１〜３のアルキレン基とはメチレン 、エチレン、プロピレン基である。
好ましい環状１，３−ジケトンとしては、例えばシクロヘキサン−１，３−ジオン、ジメドン（５，５−ジメチルシクロヘキサン−１，３−ジオン）、４，４，６，６−テトラメチルシクロヘキサン−１，３−ジオン、ビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオンなどが挙げられる。
【００２１】
本発明において、もう一方の原料として使用するベンゾイルハライド化合物（２）中、Ｘ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9が表わすハロゲン原子とは、フッ素原子、塩素原 子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００２２】
一般式（２）中、Ｒ7が表わす１〜３個のフッ素原子によって置換されていてもよいＣ１〜２の低級アルキル基とは、メチル基、エチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基及びそれらの異性体基であり、Ｃ１〜２の低級アルキルスルホニル基とは、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基である。
【００２３】
一般式（２）中、Ｒ8が表わすＣ１〜２の低級アルキル基とはメチル基及びエ チル基であり、Ｃ１〜４の低級アルコキシ基とはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ基及びそれらの異性体基であり、Ｃ２〜４の低級アルコキシメチル基とはメトキシメチル、エトキシメチル、プロピルオキシメチル基及びそれらの異性体基であり、Ｃ２〜５の低級アルコキシカルボニル基とはメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル基及びそれらの異性体基である。
【００２４】
一般式（２）中、Ｒ9が表わす１〜３個のフッ素原子によって置換されていて もよいＣ１〜３の低級アルコキシ基とは、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、フルオロエトキシ基、ジフルオロエトキシ基、トリフルオロエトキシ基、フルオロプロポキシ基、ジフルオロプロポキシ基、トリフルオロプロポキシ基及びそれらの異性体基である。Ｒ9が表わすＣ１〜３の低級アルキルチオ基とは、メチルチ オ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ基であり、１〜６個のフッ素原子によって置換されていてもよいＣ１〜３の低級アルキルスルホニル基または低級アルキルスルホニルオキシ基とはメタンスルホニル（オキシ）、エタンスルホニル（オキシ）、プロパンスルホニル（オキシ）基及びこれらのアルキル基の水素原子がフッ素原子によって置換されたものである。
【００２５】
好ましいベンゾイルハライド化合物としては、例えばベンゾイルクロライド、２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイルクロライド、２，４−ジクロロベンゾイルクロライド、４−クロロ−２−ニトロベンゾイルクロライド、２−ニトロ−４−メタンスルホニルオキシベンゾイルクロライド、２−ニトロ−４−ジフルオロメタンスルホニルベンゾイルクロライド、３−メトキシカルボニル−２−メチル−４−メタンスルホニルベンゾイルクロライド、４−クロロ−３−エトキシ−２−ニトロベンゾイルクロライド、２，４−ジクロロ−３−メチルベンゾイルクロライドなどが挙げられる。
【００２６】
【発明の効果】
従来、環状１，３−ジケトン類とベンゾイルクロライド化合物とを出発原料とする場合、エノールエステルを経由した２段階反応によって２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン化合物を製造しているが、本発明では環状１，３−ジケトンの２位炭素を直接ベンゾイル化するため、１段階の反応で製造できる。また、本発明の方法では副生成物が発生し難く、高収率で目的物が得られる。
本発明は二環式１，３−ジケトン類にも適用できるため、特開平6-25144号や 特開平7-82240号で開示された化台物あるいはそれらの中間体の工業的に有利な 製造方法として使用できる。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例に基いて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例により本発明は限定されるものではない。
【００２８】
実施例１：３−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）ビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオンの製造
１，２−ジクロロエタン1400ｍｌに無水塩化アルミニウム202.6ｇ（1.5ｍｏｌ）を入れ３０分間撹拌させた後、２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイルクロライド128.5ｇ（0.5ｍｏｌ）を投入した。３０分間撹拌した後、ビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオン７０ｇ（0.5ｍｏｌ）を投入し、反応器 を加熱して内温を５８℃まで上昇させ、２時間３０分間撹拌した。反応の完結をＨＰＬＣにて確認後、放冷し、氷冷した後、６規定塩酸1170ｍｌを滴下し、反応を停止させた。
有機層を分取し、さらに水層を１，２−ジクロロエタン７００ｍｌで抽出し有機層と合わせ、減圧濃縮により溶媒を留去した。そこへメタノール７００ｍｌを加え加熱溶解した後（内温６２℃）、６規定塩酸１４０ｍｌを２０分かけて滴下し、さらに加熱下で１時間、室温で一晩撹拌した。析出した目的物をろ過し、３−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）ビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオン164.2ｇ（0.46ｍｏｌ）を得た。収率は９２％であり、 ＨＰＬＣによる面積百分率（純度）は９９％であった。
【００２９】
実施例２：２−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）−５，５−ジメチル−１，３−シクロヘキサンジオンの製造
１，２−ジクロロエタン８０ｍｌ中に無水塩化アルミニウム5.79ｇ（43.4ｍｍｏｌ）、２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイルクロライド3.67ｇ（14.4ｍｍｏｌ）、ジメトン2.03ｇ（14.4ｍｍｏｌ）を加え、室温にて４８時間撹拌した。ＨＰＬＣにて反応の終結を確認、氷浴にて冷却後、６規定塩酸水溶液を３０ｍｌ加え撹拌、分液操作にて有機層を回収し、さらに水層から１，２−ジクロロエタン５０ｍｌにて抽出し、有機層を合わせた。有機溶媒を減圧下にて濃縮、得られた粗２−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）−５，５−ジメチル−１，３−シクロヘキサンジオンをアセトン２０ｍｌに溶解後、２規定塩酸２５ｍｌを加えた。一夜撹拌を続け十分に結晶を析出させた後、結晶をろ過、ろ過物を乾燥し、２−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）−５，５−ジメチル−１，３−シクロヘキサンジオン4.73ｇ（13.4ｍｍｏｌ）を得、核磁気共鳴にて目的物であることを確認した。収率は９３％であり、ＨＰＬＣの面積百分率で９９％の純度であった。
【００３０】
実施例３：２−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）−１，３−シクロヘキサンジオンの製造方法
１，２−ジクロロエタン７０ｍｌ中に無水塩化アルミニウム5.35ｇ（４０ｍｍｏｌ）、２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイルクロライド3.39ｇ（13.3ｍｍｏｌ），１，３−シクロヘキサンジオン1.5ｇ（13.3ｍｍｏｌ）を加え、室 温にて４８時間撹拌した。ＨＰＬＣにて反応の終結を確認、氷浴にて冷却後、２規定塩酸水溶液を３０ｍｌ加え撹拌、分液操作にて有機層を回収し、さらに水層から１，２−ジクロロエタン７０ｍｌにて抽出し、有機層を合わせた。有機層を乾燥させ、濃縮させることにより２−（２−クロロ−４−メタンスルホニルベンゾイル）−１，３−シクロヘキサンジオン4.31ｇ（13.1ｍｍｏｌ）を得、核磁気共鳴にて目的物であることを確認した。収率は９８％であり、ＨＰＬＣの面積百分率で９９％の純度であった。
【００３１】
実施例４：２−ベンゾイル−１，３−シクロヘキサンジオンの製造方法
１，２−ジクロロエタン５０ｍｌ中に無水塩化アルムニウム2.38ｇ（17.8ｍｍｏｌ）、ベンゾイルクロライド1.25ｇ、１，３−シクロヘキサンジオン１ｇ（8.9ｍｍｏｌ）を加え、室温にて１２日間撹拌した。氷冷後６規定塩酸水溶液を３ ０ｍｌ滴下し、有機層を回収し、乾燥、濃縮することにより、液体の２−ベンゾイル−１，３−シクロヘキサンジオン1.64ｇ（7.6ｍｍｏｌ）を得、核磁気共鳴 にて目的物であることを確認した。収率は８５％であり、ＨＰＬＣによる面積百分率（純度）は９２％であった。
【００３２】
実施例５〜１３
環状１，３−ジオンとベンゾイルクロライド化合物として相当する化合物を用い実施例１乃至４と同様の処理をして表１に記載の２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体を得た。
【００３３】
【表１】
Claims (4)
- 一般式（１）
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、各々独立して水素原子またはＣ１〜４の低級アルキル基を表わし、またはＲ1とＲ3もしくはＲ1とＲ5が一緒になってＣ１〜３のアルキレン基を表わす。）
で示される環状１，３−ジケトンと、一般式（２）
（式中、Ｘはハロゲン原子を表わし、Ｒ7は水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基 、１〜３個のフッ素原子によって置換されていてもよいＣ１〜２の低級アルキル基、Ｃ１〜２の低級アルキルスルホニル基を表わし、Ｒ8は水素原子、ハロゲン 原子、Ｃ１〜２の低級アルキル基、Ｃ１〜４の低級アルコキシ基、Ｃ２〜４の低級アルコキシメチル基、Ｃ２〜５の低級アルコキシカルボニル基を表わし、Ｒ9 は水素原子、ハロゲン原子、１〜３個のフッ素原子によって置換されていてもよいＣ１〜３の低級アルコキシ基、Ｃ１〜３の低級アルキルチオ基、１〜６個のフッ素原子によって置換されていてもよいＣ１〜３の低級アルキルスルホニル基または低級アルキルスルホニルオキシ基を表わす。）
で示されるベンゾイルハライド化合物とを無水塩化アルミニウム存在下で反応させることを特徴とする一般式（３）
（式中の記号は前記と同じ意味を表わす。）
で示される２−ベンゾイル−環状１，３−ジケトン誘導体の製造方法。 - 無水塩化アルミニウムを、ベンゾイルハライド化合物に対して２〜４モル当量使用する請求項１に記載の製造方法。
- 環状１，３−ジケトンが、Ｒ1とＲ5が一緒になってエチレン基を表わし、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4及びＲ6が水素原子を表わす化合物であり、ベンゾイルハライド化合物が、ＸとＲ7が塩素原子、Ｒ8が水素原子、Ｒ9がメチルスルホ ニル基を表わす化合物である請求項１または２に記載の製造方法。
- 反応後、得られた粗生成物を、水溶性有機溶媒と鉱酸酸性水溶液の混液から晶析させ、単離精製する請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方法。
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